閆肅 劉蕓 初廣宇 熊媛媛 李建英

（航天工程咨詢（北京）有限公司，北京 100080）

0 引言

數(shù)控旋壓設(shè)備使用的液化丙烷氣和液氧屬于危險化學品，為保證設(shè)備運行過程安全，對數(shù)控旋壓系統(tǒng)加工廠房、液化丙烷氣化站和液氧站進行預(yù)防火災(zāi)、爆炸方面的安全設(shè)施設(shè)計十分必要。

1 旋壓設(shè)備加工廠房和配套液化丙烷氣化站、液氧站布局情況

本文所述該項目旋壓設(shè)備使用的丙烷由液化丙烷氣化站供應(yīng)，氧氣由室外液氧站提供。旋壓設(shè)備廠房為丁類廠房，液化丙烷瓶組氣化站為甲類建筑物。旋壓設(shè)備加熱系統(tǒng)由加熱噴槍和氣站組成，熱加工過程可能會產(chǎn)生明火。原輔料使用情況如表1 所述。

表1 原輔料使用情況

2 旋壓設(shè)備加工廠房防火災(zāi)、爆炸設(shè)計

2.1 探測、報警器和視頻監(jiān)控設(shè)計

建設(shè)單位應(yīng)將旋壓設(shè)備放置在單獨的旋壓設(shè)備加工廠房內(nèi)，在旋壓設(shè)備加工廠房引入丙烷、氧氣的管路接口、閥門處分別設(shè)置丙烷可燃氣體探測聲光報警器和氧氣濃度探測聲光報警器。

1）丙烷可燃氣體探測器應(yīng)設(shè)置于釋放源下方0.3 m ～0.6 m（報警值設(shè)置為10%×LEL%=2%×10%=0.2%），丙烷探測距其所覆蓋范圍內(nèi)的任意釋放源的水平距離不宜大于5 m，聲光報警器應(yīng)安裝在高于現(xiàn)場區(qū)域地面或樓地板2.2 m，且易于工作人員發(fā)覺的地點。

2）建設(shè)單位應(yīng)在接近釋放點位置設(shè)置氧氣濃度探測器，環(huán)境過氧報警設(shè)定值宜為23.5 % vol，環(huán)境欠氧報警設(shè)定值宜為19.5 % vol，氧氣濃度探測裝置安裝高度應(yīng)距地面1.5 m ～2.0 m，主要應(yīng)根據(jù)操作人員、維護人員的身高范圍確定，同時探測器距釋放源的水平距離不應(yīng)超過1 m。聲光報警器應(yīng)安裝在高于現(xiàn)場區(qū)域地面或樓地板2.2 m，且易于工作人員發(fā)覺的地點[1]。

另外，建設(shè)單位應(yīng)在設(shè)備的氣源供應(yīng)管路設(shè)置自動切斷閥和手動切斷閥，確保在丙烷、氧氣泄漏后管路可立即自動切斷閥門，如自動閥門失效，也可手動切斷閥門。同時，在旋壓設(shè)備加工廠房內(nèi)設(shè)置安全生產(chǎn)監(jiān)控攝像裝置，實時監(jiān)控現(xiàn)場情況，該視頻監(jiān)控應(yīng)可查90 天內(nèi)的監(jiān)控記錄，并應(yīng)異地存儲。

2.2 防雷、接地設(shè)計

對于旋壓設(shè)備加工廠房，需要按二類防雷建筑物進行防雷設(shè)計，建設(shè)單位應(yīng)在屋頂女兒墻上設(shè)置φ12圓鋼做接閃帶，并在屋面上用25 mm×4 mm 鍍鋅扁鋼做成不大于10 m×10 m 或12 m×8 m 的暗裝接閃網(wǎng)，同時突出屋面的所有風管、透氣管、金屬裝置等均應(yīng)與接閃帶可靠焊接；應(yīng)利用鋼筋混凝土柱內(nèi)兩根通長焊接的主筋做防雷引下線，其間距不大于18 m；應(yīng)利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋并將所有基礎(chǔ)鋼筋進行電氣連接做自然接地體，在建筑物四周環(huán)形敷設(shè)40 mm×4 mm扁銅作為人工接地極，并將兩種接地體多處等電位聯(lián)結(jié)，做共用接地裝置；廠房防感應(yīng)雷接地、弱電接地及各種工作接地、保護接地等均應(yīng)采用共用接地裝置[2]。

2.3 通風設(shè)計

建設(shè)單位應(yīng)在旋壓設(shè)備加工廠房設(shè)置防爆事故排風機，確保需要時可達12 次/h 的全室換氣，且通風風管均應(yīng)采用鍍鋅鋼板制作[3]。

事故通風機應(yīng)分別與氧氣濃度探測報警、丙烷可燃氣體報警器連鎖，并在室內(nèi)、外方便操作處設(shè)有電氣開關(guān)，當探測報警裝置啟動后，管路應(yīng)可立即自動切斷閥門（確保閥門有效），并開啟事故排風機。事故通風系統(tǒng)的電動閥門均應(yīng)為防爆型，排出燃燒、危險氣體的排風系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置有導除靜電的接地裝置。

2.4 爆炸危險區(qū)域劃分

根據(jù)相關(guān)標準，旋壓設(shè)備加工廠房生產(chǎn)裝置區(qū)的爆炸危險區(qū)域劃分為2 區(qū)，區(qū)域內(nèi)電氣危險等級屬Ⅱ類，建設(shè)單位應(yīng)根據(jù)爆炸性氣體環(huán)境電氣設(shè)備防爆等級選擇ExdIIBT4 隔爆型的電氣設(shè)備[4-5]。

2.5 消防

1）旋壓設(shè)備加工廠房為單層丁類廠房，為一個防火分區(qū)，疏散距離不限，建設(shè)單位應(yīng)在廠房設(shè)兩個直通室外的疏散口。同時，采用采光排煙天窗自然排煙，可開啟面積不應(yīng)小于地面面積的2%。

2）旋壓設(shè)備加工廠房室外消火栓用水應(yīng)由室外生產(chǎn)生活消防合用管網(wǎng)提供。同時，環(huán)狀室外消火栓加壓管網(wǎng)上應(yīng)設(shè)有室外地下式消火栓，室外消火栓的布置間距應(yīng)不大于120 m，其保護半徑不大于150 m，且建筑消防撲救面一側(cè)的室外消火栓數(shù)量應(yīng)不少于2 個。另外，室內(nèi)應(yīng)設(shè)有消火栓泵三臺（兩用一備），消火栓泵總流量應(yīng)大于50 L/s，揚程大于60 m。

3）建設(shè)單位應(yīng)在旋壓設(shè)備加工廠房內(nèi)設(shè)置一座消防控制室，負責對建筑物內(nèi)的消防系統(tǒng)進行監(jiān)測和控制。在室內(nèi)消火栓泵出水干管上設(shè)置的壓力開關(guān)信號，應(yīng)能直接啟動消火栓泵，同時消火栓水泵應(yīng)能手動啟停和自動啟動。消火栓箱內(nèi)應(yīng)設(shè)有消火栓按鈕，作為發(fā)出報警信號的開關(guān)。消防控制柜或控制盤應(yīng)能顯示消防水池、高位消防水箱的高水位、低水位報警信號以及正常水位。消防信號應(yīng)同時上傳至廠區(qū)消防控制中心內(nèi)。

4）建設(shè)單位應(yīng)在旋壓加工廠房主廠房設(shè)紅外對射式感煙探測器，當發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)可聯(lián)動切斷非消防電源、自動控制點亮應(yīng)急照明燈，自動解除出入口控制系統(tǒng)控制的疏散通道的門，并將門打開。

5）建設(shè)單位應(yīng)在旋壓設(shè)備加工廠房設(shè)置消防電源監(jiān)控系統(tǒng)，在消防雙電源配電箱內(nèi)設(shè)置電源監(jiān)控模塊，并將消防電源監(jiān)控信號引至附近建筑物的消防電源監(jiān)控主機內(nèi)。

3 液化丙烷瓶組氣化站設(shè)計

3.1 建筑和消防

該項目液化丙烷瓶組氣化站為工業(yè)廠房，火災(zāi)危險性分類為甲類，建筑耐火等級為二級。建筑為單層，面積60 m2，內(nèi)部高度為2.4 m，建筑主體外形尺寸東西長11.9 m，南北寬4.9 m。液化丙烷瓶組氣化站的氣瓶儲量為1.68 m3。對于新建液化丙烷瓶組氣化站，需要按一類防雷建筑物進行防雷設(shè)計。建設(shè)單位應(yīng)對液化丙烷瓶組氣化站做輕質(zhì)泄壓屋面，泄壓面積50.2 m2。同時，將液化丙烷瓶組氣化站共設(shè)一個防火分區(qū)，在每個房間設(shè)1 個直通室外的安全出口。

建設(shè)單位應(yīng)在瓶組間與氣化間之間設(shè)防火墻，耐火極限不低于3 h，防火墻高出屋面0.5 m，所有防火墻、隔墻均應(yīng)砌至板（梁）底，并堵嚴塞緊，且采用不發(fā)火導靜電地面。

液化丙烷瓶組氣化站外消火栓用水應(yīng)由室外生產(chǎn)生活消防合用環(huán)狀管網(wǎng)提供。液化丙烷瓶組氣化站的氣瓶組間和氣化間滅火器箱內(nèi)應(yīng)分別放置ABC8 手提式磷酸銨鹽手提式滅火器2 具，其放置位置應(yīng)滿足最大保護距離9 m 的要求[6]。

3.2 爆炸危險區(qū)域劃分

新建液化丙烷瓶組氣化站存儲丙烷的爆炸危險區(qū)域，按照規(guī)范通風良好的瓶組間、氣化間以釋放源為中心，半徑為15 m，地面以上高度7.5 m 和半徑為7.5 m，頂部與釋放源距離為7.5 m 的范圍劃分為2 區(qū)[4]。在2 區(qū)范圍內(nèi)，地面以下的溝、坑等低洼處劃分為1 區(qū)。2 區(qū)內(nèi)電氣危險等級屬Ⅱ類，建設(shè)單位應(yīng)選擇ExdIIBT4 隔爆型的電氣設(shè)備，室內(nèi)照明燈具、開關(guān)及其他電氣設(shè)備應(yīng)采用防爆型[5]。3.3 探測、報警器和視頻監(jiān)控設(shè)計

建設(shè)單位應(yīng)在新增液化丙烷瓶組氣化站的氣瓶組間和氣化間，丙烷管路接口、閥門區(qū)域就近設(shè)置丙烷可燃氣體濃度探測器，供應(yīng)管路引入和引出口均應(yīng)設(shè)置自動切斷閥和手動切斷閥，在丙烷管路泄漏時，應(yīng)可立即異常報警并自動切斷閥門，同時設(shè)置手動閥門），如自動閥門失效，可手動切斷閥門。

設(shè)置的丙烷探測器應(yīng)分別安裝在氣瓶組間和氣化間的釋放源下方0.3 m ～0.6 m（報警值設(shè)置為10%×LEL%=2%×10%=0.2%），丙烷探測距其所覆蓋范圍內(nèi)的任意釋放源的水平距離不宜大于5 m，氣瓶組間應(yīng)設(shè)置2 套探測聲光報警裝置，聲光報警器應(yīng)設(shè)置在氣瓶組間、氣化間門內(nèi)外和旋壓加工廠房的值班室，并有泄漏報警遠傳系統(tǒng)。聲光報警器應(yīng)安裝在高于現(xiàn)場區(qū)域地面或樓地板2.2 m，且易于工作人員發(fā)覺的地點[1]。

3.4 防雷、接地設(shè)計

建設(shè)單位應(yīng)在建筑物的兩端設(shè)置2 座避雷塔，作為防直擊雷的裝置；應(yīng)在屋頂女兒墻上設(shè)置φ12 圓鋼做接閃帶，作為防感應(yīng)雷的防雷措施；應(yīng)利用鋼筋混凝土柱內(nèi)兩根通長焊接的主筋做防雷引下線，其間距不大于18 m；應(yīng)利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋并將所有基礎(chǔ)鋼筋進行電氣連接做自然接地體，在建筑物四周環(huán)形敷設(shè)40 mm×4 mm 扁銅做人工接地極，并將兩種接地體多處等電位聯(lián)結(jié)，做共用接地裝置[2]。

液化丙烷瓶組氣化站防感應(yīng)雷接地、弱電接地及各種工作接地、保護接地等均應(yīng)采用共用接地裝置。建筑物內(nèi)均應(yīng)設(shè)總等電位聯(lián)接，建設(shè)單位應(yīng)將建筑物內(nèi)各金屬構(gòu)件、吊車導軌接地、配電裝置金屬外殼、進入建筑物的各種電纜金屬外皮及鋼管等聯(lián)為一體，接地的保護接地型式應(yīng)采用TN-S 系統(tǒng)（低壓配電系統(tǒng)），采用聯(lián)合接地裝置，其接地電阻應(yīng)小于1.0 Ω，并在防雷區(qū)交界面處設(shè)置電涌保護器，電源插座安裝漏電保護器[7]。另外，建設(shè)單位應(yīng)在液化丙烷瓶組氣化站入口設(shè)置一個人體導消靜電裝置。

3.5 管路設(shè)計

建設(shè)單位應(yīng)在液化丙烷瓶組氣化器設(shè)置彈簧式封閉式安全閥，并在安全閥設(shè)置放散管，放散管管口應(yīng)高出屋面2.0 m 以上。丙烷氣管道與管道之間宜采用焊接連接，管道、設(shè)備、閥門可采用法蘭或螺紋連接。當每對法蘭或螺紋接頭間電阻值大于0.03 Ω 時，須采用金屬導體跨接[4]。同時，建設(shè)單位應(yīng)在管道起端和終端及管道進入建筑的入口處設(shè)置接地極。

3.6 通風設(shè)計

建設(shè)單位應(yīng)在液化丙烷瓶組氣化供氣時設(shè)置自動切換裝置。同時，在兩個房間各設(shè)置一套獨立的通風系統(tǒng)，風口底部應(yīng)距地面0.3 m，可自補風，正常工作時通風量應(yīng)為6 次/h 全室換氣，事故時通風量應(yīng)為12 次/h 全室換氣，通風設(shè)備應(yīng)為防爆雙速軸流風機，并設(shè)置探測聲光報警器、管路切斷閥和防爆事故排風系統(tǒng)聯(lián)鎖。

同時，事故通風系統(tǒng)應(yīng)與危險物質(zhì)探測器聯(lián)鎖啟動，事故通風機在室內(nèi)機靠近外門的外墻上應(yīng)分別設(shè)有電氣開關(guān)，且事故通風系統(tǒng)的電動閥門均應(yīng)為防爆型，排出燃燒、危險氣體的排風系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置有導除靜電的接地裝置。

4 液氧站防火災(zāi)、爆炸設(shè)計

4.1 爆炸危險區(qū)域劃分

新建液氧站的液氧系統(tǒng)設(shè)施為21 區(qū)火災(zāi)危險區(qū)，建設(shè)單位對于計量器具及儀表，應(yīng)選擇匹配防火防爆的類型，對于電氣設(shè)備防爆等級，應(yīng)選擇ExdIIBT4[5,8]。同時，建設(shè)單位應(yīng)針對液氧站照明設(shè)置法蘭式防爆LED 彎燈及防爆單極照明開關(guān)。

4.2 管路設(shè)計

建設(shè)單位應(yīng)確保氧氣放散時，在放散口附近嚴禁煙火，且液氧排放管均應(yīng)引至室外安全處，放散管口距地面應(yīng)不低于4.5 m[5]。管道分段閥門之間應(yīng)設(shè)置有放散閥，地上敷設(shè)管道兩閥門之間應(yīng)設(shè)置有管道安全閥，管道安全閥與管道之間應(yīng)設(shè)置有閥門。

建設(shè)單位應(yīng)在液氧站設(shè)置必要的流量、壓力監(jiān)測、自動控制系統(tǒng)、安全聯(lián)鎖、快速切斷保護系統(tǒng)；同時在液氧加壓前管道安裝切斷閥、安全閥、排液閥，加壓后設(shè)止回閥。在放散氧氣以及排放液氧、液空時，建設(shè)單位必須通知周圍人員嚴禁動火，并設(shè)專人監(jiān)護。同時，應(yīng)嚴禁氧氣及液氧儲罐、氧氣管道和閥門、與氧氣接觸的儀表、工機具、檢修氧氣設(shè)備人員的防護用品等被油脂污染；嚴禁在液氧排放口附近放置易燃易爆物質(zhì)及一切雜物。

另外，建設(shè)單位應(yīng)定期對供氧、丙烷管路易泄漏的部位進行查漏，對壓力表、安全閥等儀表和聯(lián)鎖保護裝置定期檢查、校對。

4.3 防雷、接地設(shè)計

對于液氧站的儲罐和工藝裝置，其壁厚不小于4 mm 時，可不裝設(shè)接閃器，但必須接地。接地點不應(yīng)少于兩處，其間距不應(yīng)大于30 m，沖擊接地電阻不應(yīng)大于30 Ω[2]。

建設(shè)單位應(yīng)在氧氣（液氧）設(shè)備、管道、閥門上的法蘭連接和螺紋連接處，采用金屬導線跨接，且跨接電阻應(yīng)小于0.03 Ω；應(yīng)在積聚液氧的設(shè)備、氧氣管道設(shè)導除靜電的接地裝置，且接地電阻應(yīng)不大于10 Ω。

4.4 安全監(jiān)控和消防

建設(shè)單位應(yīng)在液氧罐儲存區(qū)域四周設(shè)置防護圍欄，并在圍欄顯著位置張貼危險化學品安全技術(shù)說明書，在液氧儲罐設(shè)置色標。同時，應(yīng)在圍欄區(qū)域內(nèi)設(shè)置安全生產(chǎn)監(jiān)控攝像裝置，實時監(jiān)控現(xiàn)場情況，該視頻監(jiān)控應(yīng)可查90 天內(nèi)的監(jiān)控記錄。

環(huán)狀室外消火栓加壓管網(wǎng)上應(yīng)設(shè)有室外地下式消火栓，室外消火栓的布置間距應(yīng)不大于120 m，其保護半徑應(yīng)不大于150 m，且建筑消防撲救面一側(cè)的室外消火栓數(shù)量應(yīng)不少于2 個。液氧罐附近應(yīng)分別設(shè)專用的室外地下室消火栓，并設(shè)置冷卻儲罐用的消火栓水龍帶和水槍，作為兩個儲罐的移動式冷卻水槍。

對于液氧罐，建設(shè)單位應(yīng)按嚴重危險級B、C 類火災(zāi)設(shè)置型號為MPT60 的推車式泡沫滅火系統(tǒng)，最大保護距離為18 m，同時確保滅火器設(shè)置處設(shè)有明顯標志[6]。

5 安全管理和應(yīng)急救援

1）建設(shè)單位應(yīng)健全本單位的安全管理規(guī)章制度和崗位安全責任制度，對從業(yè)人員進行安全教育、崗位技術(shù)培訓等。從業(yè)人員應(yīng)當接受教育和培訓，考核合格后上崗作業(yè)。同時，建立操作規(guī)程和日常作業(yè)相關(guān)的記錄檔案，做到隨時可查，并保存不少于1 年。

2）建設(shè)單位應(yīng)確保危險化學品儲存在專用倉庫內(nèi)，并由專人負責。同時，根據(jù)危險化學品倉庫設(shè)計要求，嚴格控制危險化學品的儲存品種、數(shù)量，并建立危險化學品出入庫核查、登記制度。

3）建設(shè)單位應(yīng)相關(guān)要求，結(jié)合現(xiàn)場實際情況制定危險化學品（液化丙烷氣、液氧）火災(zāi)、爆炸等事故的專項預(yù)案和現(xiàn)場處置方案，并完善應(yīng)急物資和裝備。同時，結(jié)合本單位的事故風險特點，組織相應(yīng)應(yīng)急演練并做好記錄。

4）建設(shè)單位應(yīng)進一步加強崗位操作人員的應(yīng)急培訓，使各級人員熟悉和掌握應(yīng)急行動的原則、程序和方法，提高人員的應(yīng)急響應(yīng)能力。